JP7724082B2 - 薄膜巻取装置及び薄膜延伸装置と薄膜巻取装置との接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜巻取装置と、薄膜延伸装置に薄膜巻取装置を連結する接続装置とに関連する。

薄膜延伸装置を使用して溶融樹脂から製造される樹脂薄膜（シート、ウェブ）は、特定の目的に採用されかつ特定の材料特性を有する。薄膜延伸装置は、縦方向及び／又は横方向の複数の延伸段を備える。薄膜延伸装置の稼動速度は、益々増加され、今日の薄膜延伸装置の回転速度は、既に４００m／分を上回る。将来、より高速の薄膜延伸装置が稼働するであろう。薄膜延伸装置の高速稼動に伴い、最終製品である薄膜の巻取法の改善も重要な観点である。このため、製造する薄膜を巻取る複数の薄膜巻取装置が提案されている。薄膜を巻取る際に、薄膜に発生する皺を阻止すると同時に、巻き取った薄膜層間に十分な量の空気を捕捉して、巻き取る薄膜の各層を後に容易に分離して薄膜を繰り出せることが重要である。薄膜を巻取る相応の基体を有する巻胴により、薄膜は、巻取られる。薄膜を巻胴に巻取る際に、公知のように、接触ロールにより巻胴に薄膜を供給して、巻取前に最適な薄膜の配置又は捲回角度に薄膜を保持しなければならない。例えば、薄膜は、捲回角度９０°又は０°で接触ロールに接触する。接触ロールに対する薄膜の巻掛角度（捲回角度を言う）が０°のとき、薄膜は、接触ロールと薄膜巻胴（巻取巻胴ともいう）との間を移動して、薄膜巻胴に巻き取られる。捲回角度９０°では、薄膜は、薄膜巻胴に接触する前に接触ロールで９０°方向転換される。より高速の薄膜延伸装置には、当業者には公知のように、間違いなく改善の余地がある。

独国特許出願公開第１０ ２００９ ０４８ ０７４Ａ１号

従って、本発明の課題は、薄膜を確実に巻取れる薄膜巻取装置及び薄膜延伸装置と薄膜巻取装置との接続装置を提供することにある。

本発明の課題は、請求項１に記載する薄膜巻取装置により解決される。残る従属請求項は、薄膜巻取装置の有利な改善型実施の形態を示す。

本発明の薄膜巻取装置は、巻取対象の薄膜を薄膜巻取装置に供給する薄膜入口領域を備える。薄膜巻胴に薄膜を巻取る巻取位置に第１の巻胴が設けられる。また、接触ロールと調節ロールとが設けられる。第１の巻胴（巻取位置にあるとき）に（直接）隣接して配置される接触ロールは、第１の巻胴に薄膜を導く。用語「直接」は、接触ロールが薄膜巻胴に接触する状態又は薄膜巻胴上に巻取られる薄膜のみが接触ロールと薄膜巻胴との間を移動する状態を意味するものと理解すべきである。しかし、接触ロールと薄膜巻胴との間に間隙を形成してもよい。接触ロールと薄膜巻胴との間隙、即ち離間距離は、１００cm未満、８０cm、７０cm、６０cm、５０cm、４０cm、３０cm、２０cm、１０cm、５cm、３cm、２cm、１cm又は０.５cm未満が好ましい。接触ロールの薄膜の移動方向上流に配置される調節ロールは、薄膜を接触ロールに導く。用語「薄膜の移動方向」は、最初の一領域で薄膜が調節ロールを超えて移動し、その後、接触ロールを超えて薄膜が移動する意味と理解すべきである。また、本発明の薄膜巻取装置に設けられる第１の変位装置は、移動路に沿って調節ロールを接触ロールに対して移動して、接触ロールを覆う薄膜の捲回角度を変更することができる。「捲回角度」は、接触ロールに巻付く薄膜の角度値である。接触ロールは、角度３６０°の外周を有する。捲回角度９０°では、薄膜は、特に円筒形接触ロールの１／４外被面にしか巻付かない。捲回角度１８０°では、薄膜は、特に円筒形接触ロールの外被面の半分に巻付く。

捲回角度を変更できる調節構造は特に有利である。調節構造は、まず、調節ロールに薄膜を捲回し、次に、調節ロールに捲回した薄膜を接触ロールに当接又は捲回する巻付構造により実現される。接触ロールの位置に対する調節ロールの位置を変更することにより、接触ロールに当接する薄膜の角度領域を調節して、捲回角度を変更することができる。このため、本発明では、薄膜の種々の条件に適合する捲回角度を選択することができる。即ち、材料肉厚、材料強度、材料弾性係数又は収縮率等の薄膜特性に適合させて、捲回角度を最適に設定できる。また、最良の薄膜巻胴を達成する最適な捲回角度を材料毎に設定できる。小さい捲回角度では、接触ロールは、薄膜引張力に殆ど影響を与えない。大きい捲回角度では、（接触ロールの駆動トルク又は制動トルクにより）薄膜引張力に与える影響が増加する。本発明者らの研究の結果、大きい肉厚の薄膜には小さい捲回角度が有利であるのに対し、肉厚の小さい薄膜には大きい捲回角度が有利であることが判明した。肉厚の薄い薄膜に比べて、肉厚の大きい薄膜は、薄膜の気流振動（フラッタリング）が起こり難いからである。捲回角度ほぼ０°で、剛性の高い薄膜を良好に巻き取れるが、例えば、収縮性のある薄膜は、大きい捲回角度を採用して、良好な巻取が可能になる。特に、収縮性の薄膜は、約９０°（ずれは３°未満）の捲回角度で巻取ればよく、逆に、肉厚又は高剛性の薄膜は、約０°（ずれは３°未満）の捲回角度で巻取るべきことが判明した。

薄膜巻取装置の別の実施の形態で提案する第１の変位装置は、動作中、即ち薄膜の巻取中に、接触ロールに対し移動路に沿って調節ロールを移動して、動作中に捲回角度を変更できるため、薄膜の媒介変数の変化に即応できる。例えば、生産すべき薄膜が極めて迅速に移動するとき、別の捲回角度を必要とすることがある。このとき、固定ネジの連結を緩めて不都合な装置部品を再構成して、迅速な生産に対応する必要ない。捲回角度を変更するとき、第１の変位装置は、接触ロールに対し調節ロールを連続的に移動することができる。（例えば、接触ロールを固定する）各段階で、調節ロールを移動する方法も考えられる。

第１の変位装置は、全移動路又は移動路の主要部に沿って、第１の動力学ベクトル及び／又は第２の動力学ベクトルで調節ロールを移動する。そのため、第１の変位装置は、第１の動力学ベクトルで調節ロールを移動する第１の案内装置を備える。補足又は代替して、第１の変位装置は、第２の動力学ベクトルでの調節ロールを移動する第２の案内装置を備える。例えば、荷台装置又は軌道装置により第１の案内装置又は第２の案内装置を構成できる。第１の案内装置又は第２の案内装置に調節ロール自体を固定できる。選択的構造として、第２の案内装置に第１の案内装置を固定し又は第１の案内装置に第２の案内装置を固定することもできる。第１の動力学ベクトルで第１の案内装置により調節ロールを移動すると同時に、第２の動力学ベクトルで第２の案内装置により調節ロールを移動できる。これは、選択的事項である。第１の動力学ベクトル又は第２の動力学ベクトルでのみ調節ロールを移動する単純な構成も採用できる。接触ロールに対して相対的に調節ロールを常に移動して、捲回角度が変更される。

本発明の特定の実施の形態では、第１の動力学ベクトルは、一Ｘ方向成分のみを含む。一Ｘ方向成分は０ではなく、その他（Ｙ方向、Ｚ方向）の成分は０である。地表に平行なＸ方向は、薄膜の入口領域方向延長上にある。Ｙ方向は、接触ロール又は調節ロールの長手軸方向に平行な方向である。Ｚ方向は、地表から離れる垂直方向である。第２の動力学ベクトルは、いずれも０ではないＸ方向成分とＺ方向成分とを含む。Ｙ方向成分は０（無）である。これは、第１の動力学ベクトルによる調節ロールの水平方向のみの移動を意味する。Ｘ方向成分とＺ方向成分とを含む第２の動力学ベクトルによる調節ロールは、２方向への傾斜移動を意味する。

第２の動力学ベクトルで調節ロールを移動すると、全移動距離にわたってＸ方向よりもＺ方向により大きく調節ロールを移動することができる。逆に、Ｚ方向よりもＸ方向により大きく調節ロールを移動することもできる。また、基本的には、Ｚ方向とＸ方向とに同一距離だけ、調節ロールを全移動距離にわたり、移動することもできる（４５°の経路）。第２の動力学ベクトルで調節ロールを移動するとき、移動路の大部分又は全移動路にわたり、Ｘ方向成分とＺ方向成分との比率が一定であることが好ましい。

第２の動力学ベクトルがＸＹ平面と成す角度は、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°より大きく又は７０°より大きいことが好ましく、更に８０°、７５°、６５°、５５°、４５°、３５°、２５°より小さく又は１５°より小さいことが好ましい。

調節ロールの移動路を円弧状に形成することもできる。また、直接互いに接続され又は直線部により互いに接続される複数の円弧状区域により、調節ロールの移動路を形成できる。

第１の変位装置により、第１の位置と第２の位置との間に調節ロールを配置して、捲回角度を設定することが特に好ましい。接触ロールから垂直方向（上方又は下方）にのみ間隔を空けて、調節ロールを第１の位置に配置しかつ接触ロールの捲回角度を約０°に設定して、調節ロールと接触ロールとの間で殆ど垂直成分のみで薄膜を移動できる。第２の位置にある調節ロールは、接触ロールから水平方向（薄膜入口領域と接触ロールとの間で薄膜を引出す方向）にのみ間隔を空けて、接触ロールの捲回角度を９０°に設定して、調節ロールと接触ロールとの間を殆ど水平成分のみで薄膜が移動する。第１の位置と第２の位置との間の調節ロールの捲回角度範囲は、０°と９０°との間である。

好適な他の実施の形態で提案する制御装置は、第１の変位装置を駆動して、調節ロールを移動し、所定の捲回角度目標値を達成できる。制御装置は、例えば、データメモリから送信され又は入力装置（例えば、キーボード）から受信する捲回角度目標値を利用できる。制御装置は、目標値を自身で演算することもできる。制御装置は、例えば、薄膜種類、材料肉厚、材料強度、材料弾性係数、収縮率及び／又は薄膜温度等、薄膜の少なくとも一材料特性に関する値をデータメモリから読み込み又は入力装置（例えば、キーボード）から受信することができる。制御装置は、少なくとも一材料特性から捲回角度目標値を演算することができる。補足的又は代替的に、制御装置は、例えば、装置稼動速度及び／又は薄膜引張力等延伸装置の少なくとも一装置媒介変数をデータメモリから読み込み又は入力装置から受信できる。制御装置は、少なくとも一装置媒介変数から捲回角度目標値を演算できよう。捲回角度目標値に応じて、調節ロールを相応に移動することができる。複数の捲回角度と共にデータ構造（ルックアップテーブル）に調節ロールの特定位置を格納できる。また、制御装置は、相応の演算式（例えば、関数方程式）を記憶する記憶装置から目標値に応じて調節ロールの相応位置を演算することができる。

また、調節ロールに設けられる張力測定装置により、実際の薄膜引張力値を測定して、制御装置に薄膜引張力値を送信することが好ましい。制御装置は、実際の薄膜引張力値を薄膜引張力目標値と比較し、比較結果に応じて、制御装置は、捲回角度を増加し、減少し又は維持して、例えば、肉薄の薄膜での亀裂発生を防止することができる。

好適な他の実施の形態では、偏向ロールは、薄膜入口領域と調節ロールとの間に配置され、第２の変位装置は、偏向ロールと調節ロールとの間又は偏向ロールと接触ロールとの間で薄膜をほぼ水平（ずれ５°未満）状態に維持しつつ、偏向ロールを垂直方向に移動する。調節ロールと同様に、薄膜の移動方向を変更する偏向ロールに採用される張力測定器から得られる測定結果の異なる捲回角度も比較できる。

第１の支持ロール（第１の安定化ロール）と第２の支持ロール（第２の安定化ロール）を薄膜の第１の縁領域に配置して、薄膜の安定性を向上することが好ましい。第１の支持ロールは、薄膜の上面に接触することがあり、第２の支持ロールは、薄膜の下面に接触することがある。上下に重なりかつ垂直方向でのみ互いに離間して、第１の支持ロールと第２の支持ロールを配置し、互いに支持することが好ましい。第１の支持ロールと第２の支持ロールと同様に配置される第３の支持ロール（第３の安定化ロール）と第４の支持ロール（第４の安定化ロール）は、薄膜の右縁領域になる第１の縁部に対向して、薄膜の左縁領域になる第２の縁部に配置される。「縁領域」は、薄膜の各側縁から５０cm未満、４０cm、３０cm、２０cm未満又は１０cm未満の距離にある薄膜領域が好ましい。支持ロールを幅出器とも呼べる。

接触ロールを固定する第３の変位装置を設けることが好ましい。薄膜入口領域方向に接触ロールを移動する第３の変位装置は、薄膜の巻厚が徐々に増加する薄膜巻胴と接触ロールとの間の距離を確実に一定に保持して、常に特定接触圧で接触ロールを薄膜巻胴に当接させることができる。Ｘ方向成分しか持たない第３の変位装置の動力学ベクトルで接触ロールを移動することが好ましい。接触ロールの移動時に、接触ロールと同一の動力学ベクトルで調節ロールを移動して、必要に応じて動作中の捲回角度を一定に保持することが好ましい。

別の実施の形態では、薄膜に隣接して配置されかつ薄膜巻取装置に設けられる少なくとも１つの除電装置により、薄膜又は薄膜巻胴上の電荷、静電気が除去される。除電装置を使用しないと、薄膜又は薄膜巻胴に付着する電荷、静電気により操作者の生命が脅かされる可能性がある。薄膜に接触する可撓性／可動の複数の導電性金属片（一種の金銀糸片）を除電装置に設けることが好ましい。薄膜の全幅又は薄膜の大部分幅にわたり分布して金属片を配置することが好ましい。基本的に除電導体（例えば棒状）を使用してもよい。薄膜から離間する位置に単一又は複数の除電装置を配置することが好ましい。除電導体と薄膜との好適な離間距離は、３０mm未満、２０mm、１０mm、又は５mm未満である。尤も、４mmより大きく又は５mmより大きい離間距離が好ましい。高電圧の交流電界を除電導体に印加して、静電気が除去される。

薄膜延伸装置と薄膜巻取装置とを連結する本発明の接続装置では、薄膜延伸装置の出口領域に薄膜巻取装置を接続できる。薄膜又は溶融樹脂を供給する入口領域が薄膜延伸装置に設けられる。薄膜延伸装置は、溶融樹脂を加熱しかつ／又は延伸して、単軸配向薄膜又は二軸配向薄膜に形成する種々の領域（例えば、縦延伸段及び／又は横延伸段又は加熱炉を介して）を備える。形成される薄膜は、その後薄膜巻取装置に供給される。

本発明の種々の実施の形態を例示的に示す図面について以下説明する。図面では同一の部分には同一の参照符号を付して、説明を省略する。図面の対応する図は、個別に下記を示す。

薄膜巻取装置と薄膜延伸装置との接続装置を示す平面図 薄膜巻取装置の捲回角度０°接触ロールの実施の形態を示す断面図 薄膜巻取装置の捲回角度９０°接触ロールの実施の形態を示す断面図 薄膜捲回角度０°の接触ロールを有する薄膜巻取装置を示す断面図 薄膜捲回角度２２.５°の接触ロールを有する薄膜巻取装置を示す断面図 薄膜捲回角度４５°の接触ロールを有する薄膜巻取装置を示す断面図 薄膜捲回角度６７.５°の接触ロールを有する薄膜巻取装置を示す断面図 薄膜捲回角度９０°の接触ロールを有する薄膜巻取装置を示す断面図 除電装置を設けた薄膜巻取装置の一実施の形態を示す断面図

図１は、本発明の薄膜巻取装置1と、薄膜延伸装置110とで構成される接続装置100の平面図を示す。縦延伸装置、横延伸装置、縦延伸段と横延伸段とを備える逐次延伸装置又は同時延伸装置として薄膜延伸装置110を構成できる。薄膜延伸装置110は、樹脂薄膜2（薄膜2ともいう）の製造に使用される。樹脂薄膜2を製造するため、薄膜延伸装置110は、種々の複数の領域110a, 110b, 110c, 110d, 110eに分割されるが、実際には、全領域110a, 110b, 110c, 110d, 110eを設ける必要はない。各領域110a～110eでは、薄膜2は、異なる温度に暴露されて、特定の薄膜特性が生成され又は設定される。第１の領域110aは、予熱領域とも呼ばれる。第２の領域110bは延伸領域と呼ばれ、第３の領域110cは、加熱領域と呼ばれる。第４の領域110dは中立領域とも呼ばれ、第５の領域110eは冷却領域と呼ばれる。各領域110a～110e間に多少の中立領域を設けて、各領域110a～110eを分離して基本的に独立稼動性を確保すると、各領域110a～110e間の相互作用による影響を回避できる（一方の領域110a～110eから他の領域に空気が流動する）。２mより大きい幅、３m、４m、５m、６m、７m、８m、９m、１０m、１１m、１２m、１３m又は１５mより大きいが、好ましくは１７mより小さく、１６m、１５m、１４m、１３m、１２m、１１m、１０m、９m、８m、７m、６m、５m、４m又は３mより小さい幅の薄膜が薄膜延伸装置110で製造できる。

薄膜延伸装置110は、延伸すべき薄膜を薄膜延伸装置110に供給する入口領域111を備える。薄膜延伸装置110の最終領域である出口領域112から、延伸された薄膜2が排出される。薄膜延伸装置110の出口領域112は、本発明の薄膜巻取装置1の薄膜入口領域3に接続される。

図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ～図３Ｅ及び図４について、本発明の薄膜巻取装置1の構造を詳細に以下説明する。

頭記のように、薄膜2の捲回する各層間に十分な量の空気を捕捉して、薄膜2に皺を発生させずに後工程で問題なく薄膜2を確実に巻取り捲回して、異なる種類の薄膜を異なる方法で巻取る必要がある。また、本発明の薄膜巻取装置1による巻取時に、薄膜2に亀裂の発生を確実に防止しなければならない。

図２Ａと図２Ｂは、薄膜巻取装置1の一実施の形態の概念を示す。薄膜延伸装置110から薄膜入口領域3を通る薄膜2は、薄膜巻取装置1に供給される。図２Ａと図２Ｂでは、第１の巻胴4方向に移動する薄膜2は、第１の巻胴4の巻取位置にある。第１の巻胴4では、薄膜2は、薄膜巻胴5に巻取られる。

図２Ａは、接触ロール6に対する薄膜2の巻付角度０°で第１の巻胴4に供給される薄膜2を示す。図２Ｂは、接触ロール6に対する薄膜2の巻付角度９０°で第１の巻胴4に供給される薄膜2を示す。接触ロール6を使用して、第１の巻胴4に対する薄膜2の巻付角度が調節される。接触ロール6に対し垂直に供給される図２Ａの薄膜2は、接触ロール6と第１の巻胴4との間の間隙を通過して、薄膜巻胴5に直ちに巻取られる。接触ロール6が形成する巻付角度によるたわみの影響は、捲回角度９０°よりも捲回角度０°での薄膜2の方が小さい。接触ロール6上を多少不安定に薄膜2が最初に移動するとき、捲回角度が小さい程、薄膜2の巻層間への空気の進入量を一定に保持し、薄膜巻胴5上で複数の条件を一定に保持することができる。

図２Ａとは異なり、接触ロール6に水平に薄膜2を供給する図２Ｂでは、接触ロール6の約４分の１の外被面で、薄膜2は、接触ロール6に接触し、薄膜2は、角度９０°方向転換する。支持される部分以外では、自重によるたわみが接触ロール6に発生する可能性があり、巻付角９０°では、巻付角０°よりたわみによる強い悪影響を受ける。接触ロール6のたわみをもって、薄膜2は、接触ロール6の下面に対し面接触する。薄膜2の両縁部と薄膜2の中央部とでは、たわみのため、巻付角がやや大きくなり、薄膜2に皺が形成されることがある。気流振動（フラッタリング）の影響を受けやすい肉薄の薄膜2を安定化するには、より大きい捲回角度を選択する必要がある。逆に、肉厚の薄膜2に対して小さい捲回角度を選択して、接触ロール6を超えて薄膜2を導き、皺の形成を回避することが望ましい。適正に作動調節する捲回角度を図３Ａ～図３Ｅについて説明する。

図２Ａと図２Ｂは、例えば、電動機により回転される第１の巻胴4に設けられる基体4aを示す。最単純構造では、中空円筒状の厚紙で基体4aを形成できるが、基体4aを金属で形成してもよい。図２Ａと図２Ｂは、回転可能な基体7aを備える第２の巻胴7も示し、第２の巻胴7の基体7a上に薄膜2を巻き取ることもできる。図示の例では、第１の巻胴4は、巻取位置に移動され、巻取位置にある第１の巻胴4は、接触ロール6に隣接して配置される。これに対し、第２の巻胴7は、薄膜2の繰出（送出）位置に移動し又は回転される。繰出位置にある第１の巻胴4又は第２の巻胴7の薄膜巻胴5から薄膜2を取り出すことができる。図２Ａは、巻取位置から繰出位置に移動又は回転される第１の巻胴4を複数の矢印で示す。（第２の巻胴7から薄膜巻胴5を取外した後に）繰出位置から巻取位置に第２の巻胴7を移動し又は回転することもできる。巻取位置から繰出位置に移動した巻胴が繰出位置から巻取位置に戻るとき、円運動又は近似円運動により、巻胴を移動することが好ましい。また、複数の直線領域で互いに連結され又は連続する円弧状の複数の種々の区域を通じて、巻胴を移動することが好ましい。第１の巻胴4又は第２の巻胴7を繰出位置に回転するとき、薄膜2の全幅を切断する切断装置（不図示）が設けられる。そのとき、他方の第２の巻胴7又は 第１の巻胴4は、巻取位置に回転されるため、第２の巻胴7の基体7a又は 第１の巻胴4の基体4aは、薄膜2の切断直後の新たな始端部に接触し、新たな始端部は、回転する基体4a, 7aに巻取られる。薄膜2の移動速度を考慮して、斜め（Ｘ方向とＹ方向）に切断装置を移動して、薄膜2に直線状切断部を形成することが好ましい。尤も、切断装置を直進（Ｙ方向のみ）させて、薄膜2を斜めに切断してもよい。

図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ及び図３Ｅに示す接触ロール6を押圧して薄膜2を巻胴に巻取る所望の巻取法を詳細に説明する。

図３Ａは、接触ロール6に対する薄膜2の捲回角度０°での巻取法を示す。接触ロール6と調節ロール8とが基本的に設けられる。接触ロール6は、特に巻取位置にある第１の巻胴4に直接隣接して（１０cm、８cm、６cm、４cm、２cm、１cm未満）配置される。第１の巻胴4に接触ロール6を接触させることが好ましい。第１の巻胴4と第２の巻胴 7を採用するとき、第１の巻胴4も第２の巻胴7も交互に巻取位置に配置される。接触ロール6は、第１の巻胴4に薄膜2を導く。薄膜2の移動経路に沿って接触ロール6の上流に配置される調節ロール8は、接触ロール6に薄膜2を導くので、設けられる第１の変位装置10（図３Ａ）は、接触ロール6に対し相対的に移動路に沿い調節ロール8を移動して、薄膜2が接触ロール6を覆う所望の捲回角度を設定し又は変更する。

異なる直径を有する接触ロール6と調節ロール8を同一直径で形成してもよい。調節ロール8と接触ロール6との間で、垂直（地表に直角）方向でのみ薄膜2を移動して、接触ロール6に対する捲回角度０°を達成することが好ましい。図３Ａは、第１の位置にある調節ロール8を示す。垂直方向（Ｚ方向）でのみ接触ロール6から離間して調節ロール8を配置すると、捲回角度０°を設定できる。接触ロール6の直径と調節ロール8の直径とが異なれば、地表に対して垂直な単一の同一平面（ＹＺ平面）で接触ロール6と調節ロール8との両方を薄膜2に接触させるには、接触ロール6に対し調節ロール8をずらして配置する必要がある。薄膜2は、単一の垂直同一平面に沿って移動する。従って、接触ロール6と調節ロール8の両長軸（回転軸）は、Ｘ方向に互いにずれて配置される。捲回角度０°では、大きさの異なる調節ロール8と接触ロール6との距離は、３mmより小さく、２.５m、２m、１.５m又は１m未満である。

接触ロール6と調節ロール8とは同一方向に回転する。巻取位置に配置される巻胴4, 7の各基体4a, 7aは、接触ロール6とは異なる方向に回転する。

接触ロール6と調節ロール8との両温度を基本的に調節することができる。適切な加熱流体（空気、液体）により、温度調節（冷却又は加熱）を達成できる。

調節ロール8と接触ロール6との間の離間距離は、調節ロール8の移動路全体にわたり一定でもよいが、離間距離を変更できることが好ましい。移動路全体にわたり、離間距離を減少し又は増大することができる。

薄膜2の巻取動作中でも、第１の変位装置10を作動して、接触ロール6に対して調節ロール8を移動して、捲回角度を変更できる。これにより、接触ロール6に対し、調節ロール8を連続的に移動できる。また、例えば、空圧式、電気式、油圧及び／又は機械式駆動の変位装置により、各段階で調節ロール8を移動できる。

第１の変位装置10は、第１の動力学ベクトル及び／又は第２の動力学ベクトルで、移動路全体又は移動路の大部分に沿って調節ロール8を移動する。図３Ａは、第１の動力学ベクトルで調節ロール8を移動する第１の案内装置11を備える第１の変位装置10を示す。第２の動力学ベクトルで移動する第２の案内装置12も示す。

例えば、荷台装置、軌道装置及び／又はチェーン装置により、第１の案内装置11及び／又は第２の案内装置12を構成できる。図３Ａに示す第２の案内装置12は、第１の案内装置11に取り付けられ、調節ロール8は、第２の案内装置12に取り付けられる。第１の案内装置11と第２の案内装置12を互いに独立して駆動できることが好ましい。また、第１の案内装置11に調節ロール8を固定し、第２の案内装置12に第１の案内装置11を固定してもよい。第２の案内装置12に第１の案内装置11を固定すると、第１の案内装置11の移動に連動して、必ず第２の案内装置12が移動するが、第１の案内装置11の移動は、第２の案内装置12の移動に連動しない。第２の案内装置12を第１の案内装置11に固定する場合は、その逆の動作となる。

第１の動力学ベクトルは、薄膜入口領域3方向で地表に平行なＸ方向の１成分のみを含む。Ｘ方向成分は、０より大きく、逆にそれ以外の全成分は、０である。第２の動力学ベクトルは、Ｘ方向成分とＺ方向成分とを含む。Ｚ方向成分は、地表から離れる垂直方向であり、Ｘ方向成分に直交する。Ｙ方向成分はゼロである。これ以外では、Ｙ方向成分は、接触ロール6又は調節ロール8の回転軸又は長軸に対し平行である。

第１の案内装置11により、Ｘ方向の水平にのみ（第１の巻胴4又は第２の巻胴7に対し進退方向）調節ロール8を移動できる。第２の案内装置12により、傾斜方向に調節ロール8を移動できる。第２の動力学ベクトルは、ＸＹ平面に対し傾斜角度４５°を形成することが好ましい。特に、傾斜角度は、１０°より大きく、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°又は７０°より大きい角度が好ましいが、傾斜角度は、８０°より小さく、７５°、６５°、５５°、４５°、３５°、２５°又は１５°より小さいことが好ましい。

調節ロール8の移動路を基本的に円弧状にも形成でき、第２の案内装置12にも円弧状移動路を適用できる。また、互いに直接接続され又は直線で互いに接続される円弧状に配置される複数の区域を調節ロール8の移動路に設けてもよい。

図３Ａは、調節ロール8を第１の位置に移動して、接触ロール6に対する薄膜2の捲回角度０°を設定する状態を示す。第１の位置にある調節ロール8は、接触ロール6から垂直方向に離間する。本実施の形態では、接触ロール6の下方に調節ロール8を配置するが、接触ロール6の上方に調節ロール8を配置してもよい。接触ロール6と調節ロール8を垂直に配置すると、調節ロール8と接触ロール6との間で薄膜2をほぼ垂直成分のみで移動できる。

偏向ロール15と第２の変位装置16とを選択的に設置できる。荷台装置、軌道装置及び／又はチェーン装置により第２の変位装置16を構成することが好ましい。空圧式、電動式、油圧式及び／又は機械式の駆動装置が好ましい。薄膜入口領域3と調節ロール8との間に偏向ロール15が配置される。偏向ロール15と調節ロール8との間又は偏向ロール15と接触ロール6との間でほぼ水平（ずれが５°未満）に薄膜2を配置して、偏向ロール15を垂直（Ｚ）方向に移動する第２の変位装置16が設けられる。偏向ロール15も、温度調節（例えば、加熱及び／又は冷却）できる。第２の案内装置12により、垂直（Ｚ）方向成分をもって調節ロール8を斜めに移動すると、偏向ロール15も同様にＺ方向成分をもって移動される。偏向ロール15の直径は、接触ロール6又は調節ロール8と同一直径でも又は異なる直径でもよい。

垂直方向移動に加えて、水平（Ｘ）方向にも偏向ロール15を移動できる。Ｘ方向とＹ方向との両成分を含む動力学ベクトルで偏向ロール15を移動できる。最単純構造では、偏向ロール15は、直線に沿って移動されるが、円弧状移動路に沿って偏向ロール15を移動することもできよう。偏向ロール15の移動路は、互いに直接接続され又は直線的に配置される少なくとも１つの部分で互いに接続される基本的に円弧状に形成される複数の移動区域を含んでもよい。

偏向ロール15の移動路は、基本的に調節ロール8の移動路に一致してもよい。偏向ロール15と調節ロール8との動作を同一手順で同時に完了することが好ましい。

第１の支持ロール20と第２の支持ロール21とを薄膜2の第１の縁領域に配置できる。第１の支持ロール20を薄膜2の上面に接触させ、第２の支持ロール21を薄膜2の下面に接触させることができる。第１の支持ロール20と第２の支持ロール21は、垂直方向にのみ互いに離間して、上下に重なって配置される。第３の支持ロールと第４の支持ロール（不図示）を薄膜2の第１の縁領域に対向する第２の縁領域に設けることが好ましい。第１の支持ロール20と第２の支持ロール 21から横（Ｙ）方向にのみ夫々ずれて、第３の支持ロールと第４の支持ロールを配置することが好ましい。偏向ロール15と調節ロール8の間に第１の支持ロール20と第２の支持ロール21を配置することが好ましい。偏向ロール15よりも調節ロール8又は接触ロール6に近い位置に、第１の支持ロール20と第２の支持ロール21を配置することが好ましい。

荷台装置、軌道装置及び／又はチェーン装置で構成される第３の変位装置25を設けることが好ましい。空圧式、電動式、油圧式及び／又は機械式の駆動装置で第３の変位装置25を構成できる。接触ロール6をＸ方向に移動する第３の変位装置25に固定される接触ロール6と、巻取量の増加に伴い徐々に厚くなる薄膜巻胴5との間の離間距離を、第３の変位装置25の作動により確実に一定に保持できる。別法として、巻取位置にある第１の巻胴4又は第２の巻胴7を変位装置によりＸ方向に移動して、接触ロール6に対向する薄膜巻胴5の最外層との離間距離を一定に保持することもできる。

設けられる制御装置30を簡略化のため図３Ａにのみ示す。他の全図面にも制御装置30を設けられることは勿論である。制御装置30により第１の変位装置10の駆動を制御して、調節ロール8を移動して、捲回角度に関する所定の目標値を達成できる。制御装置30により第２の変位装置16及び／又は第３の変位装置25も、駆動できる。

制御装置30は、設定すべき目標値に基づいて調節ロール8の特定の位置を選択し、選択した位置に調節ロール8を移動することができる。例えば、目標値と調節ロール8の位置との関係をデータ構造又は配列（ルックアップテーブル）に格納することができる。また、接触ロール6（薄膜巻胴5の肉厚に応じてＸ方向に移動できる）の現在の位置分だけ調節ロール8の設定すべき位置を補正できる。データ構造の代わりに、調節ロール8の設定すべき位置を関係式又は関数方程式で演算（算出）してもよい。関数方程式媒介変数は、少なくとも捲回角度に関する目標値でありかつ接触ロール6の選択可能な位置でもある。その後、制御装置30は、第１の案内装置11及び／又は第２の案内装置12を駆動して、調節ロール8の位置を設定することができる。

制御装置30は、データメモリ（不図示）に記憶される目標値をデータメモリから受信して入力し、受信書込みし又は入力装置（例えば、コンピュータ、タブレット型コンピュータ、外部制御装置及び／又は携帯無線機器等）から目標値を受信することができる。制御装置30は、基本的に薄膜の少なくとも単一の材料特性に基づいてでも目標値を決定できよう。薄膜の材料特性は、例えば、薄膜種類、材料肉厚、材料強度、材料弾性係数（応力歪変化率）、収縮率及び／又は薄膜温度を含む。また、制御装置30は、薄膜延伸装置110の装置媒介変数から目標値を決定できる。装置媒介変数は、例えば、薄膜延伸装置の速度と薄膜引張力を含む。調節ロール8に設けられる張力測定装置（不図示）により薄膜に作用する引張力を決定することも好ましい。調節ロール8の張力測定装置は、測定した薄膜の引張力の実測値（現在値）を制御装置30に送信する。測定した実測値に基づき、制御装置30は、第１の変位装置10を駆動して、巻取角度を増加し、減少し又は維持して、薄膜2に発生する可能性のある亀裂を防止できる。

図３Ｂは、調節ロール8をＸ方向の第１の動力学ベクトル（例えば、Ｘ方向にのみ）で移動して達成される接触ロール6に対する薄膜2の捲回角度２２.５°を示す。調節ロール8を薄膜進入領域3方向に接近する移動では、第２の動力学ベクトル（Ｘ方向とＺ方向の両成分を含む）で調節ロール8を移動することもできる。

図３Ｃは、Ｘ方向とＺ方向とに沿う第２の動力学ベクトルで調節ロール8を移動して形成される接触ロール6に対する薄膜2の捲回角度４５°を示す。偏向ロール15と調節ロール8との間で薄膜2を水平状態に維持しつつ、第２の変位装置16により偏向ロール15の位置が垂直に移動される。第１の動力学ベクトルに追加して若しくは代替的に又は第１の動力学ベクトル（Ｘ方向）のみで調節ロール8を移動して、基本的に捲回角度４５°を実現してもよい。

図３Ｄは、第２の動力学ベクトルのＸ方向とＺ方向とに沿って調節ロール8を移動して形成される接触ロール6に対する薄膜2の捲回角度６７.５°を示す。偏向ロール15と調節ロール8との間で薄膜2を水平状態に維持したまま、第２の変位装置16により偏向ロール15の位置が垂直に移動される。第１の動力学ベクトルでも又は第１の動力学ベクトル（Ｘ方向）のみで、調節ロール8を追加的に移動できる。

第１の支持ロール20と第２の支持ロール21を第２の案内装置12に取り付けることが望ましく、第１の変位装置10により第１の支持ロール20と第２の支持ロール21の位置（特に垂直位置）を移動することが好ましい。第３の支持ロールと第４の支持ロールも同様に垂直位置を移動できることが望ましい。第２の動力学ベクトル（Ｘ方向とＺ方向）で調節ロール8の位置の移動時に、第１の支持ロール20と第２の支持ロール21の少なくとも垂直位置を同時に変更できることが好ましい。

図３Ｅは、Ｘ方向とＺ方向に沿って第２の動力学ベクトルで調節ロール8を更に移動して形成される接触ロール6に対する薄膜2の捲回角度９０°を示す。第２の変位装置16は、薄膜2を更に水平状態に維持しつつ、偏向ロール15と接触ロール6との間で偏向ロール15の垂直位置も移動する。基本的に、第１の動力学ベクトルを追加して又は第１の動力学ベクトル（Ｘ方向）のみで調節ロール8を移動できよう。本実施の形態では、調節ロール8は、薄膜2に接触しないが、接触させてもよい。

図３Ｅは、接触ロール6から水平方向にのみ間隔を空けて第２の位置に配置される調節ロール8を示す。制御装置30により第１の位置（図３Ａ）と第２の位置（図３Ｅ）との間で調節ロール8を所望通り移動することが好ましい。接触ロール6に対する薄膜2の捲回角度が大きいとき、小さい捲回角度よりも接触ロール6に近い位置に、第１の支持ロール20と第２の支持ロール21を配置することが好ましい。

図３Ａ（接触ロール6に対する薄膜2の捲回角度０°）と図３Ｅ（接触ロール6に対する薄膜2の捲回角度９０°）を比較すると、第１の案内装置11に対し第２の案内装置12を摺動移動できることは明らかである。

（電力供給が停止された）第１の変位装置10、第２の変位装置16及び第３の変位装置25を継続的に各位置に保持する制動装置及び／又はラッチ装置を、第１の変位装置10、第２の変位装置16及び／又は第３の変位装置25に設けて、再び電力が供給されるまで、制動装置及び／又はラッチ装置により各変位装置10, 16, 25を継続的に各位置に確実に保持することが好ましい。

接触ロール6の完全に上方を薄膜2が移動する構造も基本的に可能である。この場合、調節ロール8と偏向ロール15とは鏡像対称位置に配置される。

図４は、薄膜巻取装置1の更に別の実施の形態を示す。図４は、少なくとも１つの除電装置40, 41, 42を示す。薄膜2に隣接して配置される除電装置40, 41, 42は、薄膜2上又は薄膜巻胴5上の電荷又は静電気を除去する機能がある。例えば、偏向ロール15と調節ロール8との間に除電装置40を配置してもよい。薄膜2の上方及び／又は下方に除電装置40を配置できる。補足又は代替して、調節ロール8の領域内又は調節ロール8と接触ロール6との間に除電装置41を配置してもよい。補足又は代替して、接触ロール6下流の薄膜巻胴5に除電装置42を直接配置してもよい。除電装置40, 41, 42は、薄膜2に接触可能な複数の可撓性導電性金属片（例えば、一種の金銀糸片）でもよい。薄膜2の全幅（Ｙ方向）にわたり導電性金属片を配置することが好ましい。補足又は代替して、少なくとも１つの除電装置40, 41, 42は、薄膜2から間隔を空けて配置（薄膜2に接触させずに少なくとも１種の除電導体を配置する）され、交流電界（高電圧：５００Vを超え、１０００V、２０００V、３０００V、４０００V、５０００V、６０００V、７０００V、８０００V、９０００V、又は１００００Vを超える）により励起される除電導体でもよい。薄膜2から少なくとも１種の除電導体までの離間距離を設定でき、特に動作中に連続的に又は段階的に（例えば自動的に）離間距離を変更できる。例えば、薄膜の種類及び／又は電圧レベルに応じて離間距離を設定できる。

直径を変更できる接触ロール6も基本的に使用できる。その目的で、曲げ調節可能な接触ロールを採用できる。曲げ調節可能な接触ロール6の代わりに、湾曲型又は反り型の接触ロール6を利用でき、例えば、反り型の接触ロール6を示す特許文献１の内容を参照により本明細書に組み込むものとする。これにより、薄膜2の肉厚分布が異なる場合又は伸縮し易い非常に柔軟な表面（例えば、光学薄膜の場合）を生成する場合でも、より均一な薄膜巻胴5が得られる。

薄膜2の全幅（場合により全幅を超えて）にわたる軸方向長さを持つ接触ロール6、調節ロール8及び偏向ロール15が好ましい。薄膜2の各縁部のみの領域又はその一部部分に、第１の支持ロール20と第２の支持ロール21を配置できる。

更に、偏向ロール15と調節ロール8との間、調節ロール8と接触ロール6との間又は接触ロール6と巻取位置にある対応巻胴4, 7との間に追加の制御装置を設けて、異なる薄膜特性（例えば、薄膜肉厚、薄膜温度、亀裂形成）を追加の制御装置で検出し、検出した薄膜特性を制御装置30に送信すると、制御装置30は、異なる薄膜特性を前提として捲回角度を補正することができる。例えば、光学カメラ及び／又はＩＲセンサーにより、追加の制御装置を構成することができる。

共通の駆動装置により調節ロール8及び／又は偏向ロール15及び／又は接触ロール6を基本的に同期して駆動することもできよう。例えば、対応する歯車及び／又はチェーン又はベルトを介して同期駆動を達成できる。尤も、調節ロール8及び／又は偏向ロール15及び／又は接触ロール6を独自の駆動装置を介して駆動してもよい。

本発明は、本明細書で説明した実施の形態に限定されない。本明細書に明記しかつ／又は図面に明示した本発明の特徴を任意に組み合わせることができる。

Claims (12)

1. 巻取る対象の薄膜(2)を薄膜巻取装置(1)に供給する薄膜入口領域(3)と、
   薄膜(2)を薄膜巻胴(5)に巻取る巻取位置に配置される第１の巻胴(4)と、
   巻取位置にある第１の巻胴(4)に隣接して配置されて薄膜(2)を第１の巻胴(4)に導く接触ロール(6)と、
   接触ロール(6)の薄膜(2)の移動方向上流に配置されて薄膜(2)を接触ロール(6)に導く調節ロール(8)と、
   接触ロール(6)に対し調節ロール(8)を移動路に沿って移動して、接触ロール(6)に薄膜(2)を巻き付ける捲回角度を変更する第１の変位装置(10)とを備え、
   第１の変位装置(10)は、全移動路又は移動路の主要部に沿って、ａ）第１の動力学ベクトル及び／又はｂ）第２の動力学ベクトルで、調節ロール(8)を移動することを特徴とする薄膜延伸装置(110)用薄膜巻取装置(1)。
2. 第１の変位装置(10)は、薄膜(2)の巻取中に移動路に沿って調節ロール(8)を接触ロール(6)に対して移動して捲回角度を変更する請求項１に記載の薄膜巻取装置(1)。
3. 第１の変位装置(10)は、接触ロール(6)に対して連続的に又は段階的に調節ロール(8)を移動する請求項１又は２に記載の薄膜巻取装置(1)。
4. 第１の変位装置(10)は、ａ）第１の動力学ベクトルで移動する第１の案内装置(11)及び／又はｂ）第２の動力学ベクトルで移動する第２の案内装置(12)を備える請求項３に記載の薄膜巻取装置(1)。
5. 測定用ロール(8)は、ａ）第１の案内装置(11)又はｂ）第２の案内装置(12)に固定される請求項４に記載の薄膜巻取装置(1)。
6. ａ）第１の案内装置(11)は、第２の案内装置(12)に固定され又は
   ｂ）第２の案内装置(12)は、第１の案内装置(11)に固定される請求項５に記載の薄膜巻取装置(1)。
7. 第１の案内装置(11)に作用する第１の動力学ベクトルは、薄膜入口領域(3)方向に地表に平行に配置される一Ｘ方向成分のみを含み、及び／又は、
   第２の案内装置(12)に作用する第２の動力学ベクトルは、薄膜入口領域(3)方向に配置されかつ地表に平行なＸ方向成分と、Ｘ方向に垂直に地表から離間して配置されるＺ方向成分とを含む請求項３～６の何れか１項に記載の薄膜巻取装置(1)。
8. 調節ロール(8)は、全移動路を通りＸ方向よりもＺ方向に移動し、
   調節ロール(8)は、全移動路を通りＺ方向よりもＸ方向に移動し又は
   調節ロール(8)は、全移動路を通りＺ方向とＸ方向とに同一距離移動する請求項７に記載の薄膜巻取装置(1)。
9. 第２の動力学ベクトルのＸ方向成分とＺ方向成分との比率は、移動路の大部分又は全移動路に渡り一定である請求項７又は８に記載の薄膜巻取装置(1)。
10. 第２の動力学ベクトルがＸＹ平面と成す角度は、１０°より大きく、また、８０°より小さい請求項７～９の何れか１項に記載の薄膜巻取装置(1)。
11. 調節ロール(8)の移動路は、円弧状に形成される請求項１～８の何れか１項に記載の薄膜巻取装置(1)。
12. 調節ロール(8)の移動路は、互いに直接接続され又は直線的に延伸する複数の部位で互いに接続される複数の円弧状区域を含む請求項１１に記載の薄膜巻取装置(1)。